(57)【要約】【課題】  高い解像度で安定的にレジストパターンを形成する。【解決手段】  露光装置１００は、マスク１０２に光を照射する光源１０１と、マスク１０２の像をウェーハ１１０上に投影する投影光学系１０３と、投影光学系１０３とウェーハ１１０との間に媒質液１０９を充填する液体供給装置１０５と、を備える。媒質液１０９として、飽和環式炭化水素またはその誘導体を用いる。【選択図】  図１
2006004964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに光を照射する光源と、
前記マスクの像を基板上に投影する投影光学系と、
前記投影光学系と前記基板との間に媒質液を充填する液体供給部と、
を備え、
前記媒質液は、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、前記飽和環式炭化水素は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、およびシクロデカンからなる群から選択される一または二以上の単環式化合物であることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の露光装置において、前記飽和環式炭化水素は、炭素数１以上６以下のアルキル置換基を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の露光装置において、波長１９３ｎｍの前記光に対する前記媒質液の屈折率が１．５以上であることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
マスクに光を照射し、媒質液を介して前記光を基板の表面に導くことにより、前記マスクのパターンを前記基板の表面に転写する露光方法であって、
前記媒質液は、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項６】
請求項５に記載の露光方法において、前記飽和環式炭化水素は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、およびシクロデカンからなる群から選択される一または二以上の単環式化合物であることを特徴とする露光方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の露光方法において、前記飽和環式炭化水素は、炭素数１以上６以下のアルキル置換基を有することを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれかに記載の露光方法において、波長１９３ｎｍの前記光に対する前記媒質液の屈折率が１．５以上であることを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸法を用いる露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液浸法を利用する従来の露光技術として、特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、露光用レンズと基板との間に媒質として液体を満たすパターン形成方法が記載されている。水などの比屈折率が１より大きい液体を媒質とすることより、レジストのパターン形成における解像度を向上させることができるとされている。
【特許文献１】特開平７−２２０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の液浸露光方法について本発明者が検討したところ、レジストパターンの安定的な形成という点で改善の余地があった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い解像度で安定的にレジストパターンを形成する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、液浸法を利用した露光方法においてパターニング特性を安定的に向上させるために鋭意検討を行った。その結果、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含む液体を露光光の通過経路となる媒質とすることにより、微細なレジストパターンを安定的に形成できることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
本発明によれば、マスクに光を照射する光源と、前記マスクの像を基板上に投影する投影光学系と、前記投影光学系と前記基板との間に媒質液を充填する液体供給部と、を備え、前記媒質液は、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むことを特徴とする露光装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、マスクに光を照射し、媒質液を介して前記光を基板の表面に導くことにより、前記マスクのパターンを前記基板の表面に転写する露光方法であって、前記媒質液は、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むことを特徴とする露光方法が提供される。
【０００８】
本発明においては、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含む媒質液を通して光を基板表面に導く。このため、基板表面に設けられたレジストの液浸露光によるパターニングを高い解像度で安定的に行うことができる。
【０００９】
なお、上記媒質液は、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むものであるが、媒質液の屈折率に局所的なばらつきが生じて安定なパターニングを阻害することのない程度の量であれば、他の成分が含まれていてもよい。
【００１０】
本発明において、前記飽和環式炭化水素は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、およびシクロデカンからなる群から選択される一または二以上の単環式化合物であってもよい。こうすることにより、液浸露光によるレジストのパターニングをさらに安定的に行うことができる。
【００１１】
本発明において、前記飽和環式炭化水素は、炭素数１以上６以下のアルキル置換基を有する構成とすることができる。こうすることにより、未置換の化合物を用いる場合に比べて媒質液の屈折率を増加させることができる。レジストのパターニングをさらに安定的に行うことができる。
【００１２】
本発明において、波長１９３ｎｍの前記光に対する前記媒質液の屈折率が１．５以上であってもよい。こうすることにより、解像度および焦点深度をさらに確実に向上させることができる。
【００１３】
なお、これらの各構成の任意の組み合わせや、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた本発明の態様として有効である。
【００１４】
たとえば、本発明の露光装置において、前記基板を設置するチャンバを有し、前記媒質液が前記チャンバ内に供給されてもよい。こうすることにより、マスクパターンの形成をさらに安定的に行うことができる。また、露光装置をさらに安全性に優れた構成とすることができる。
【００１５】
また、本発明の露光装置において、前記液体供給部は、前記媒質液を脱気する脱気手段を備えてもよい。こうすることにより、レジストのパターニングをさらに安定的に行うことができる。
【００１６】
また、本発明の露光装置において、前記液体供給部は、前記媒質液を精製する精製手段を備えてもよい。こうすることにより、媒質液の純度を向上させることができる。このため、マスクパターンの形成をさらに安定的に行うことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、液浸法による露光を行う際に用いられる媒質液であって、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含むことを特徴とする媒質液が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、飽和環式炭化水素またはその誘導体を主として含む媒質液を介して光を基板の表面に導くことにより、高い解像度で安定的にレジストパターンを形成する技術が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同じ構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る露光装置の構成を模式的に示す断面図である。図１に示した露光装置１００は、マスク１０２に光を照射する光源１０１と、マスク１０２の像をウェーハ１１０上に投影する投影光学系１０３と、投影光学系１０３とウェーハ１１０との間に媒質液１０９を充填する液体供給装置１０５と、を備える。
【００２１】
さらに具体的には、露光装置１００は、光源１０１、マスク１０２、投影光学系１０３、投影レンズ１０４、液体供給装置１０５、液体回収装置１０６、液体回収用配管１０７、液体供給用配管１０８、媒質液１０９、ウェーハ１１０、移動鏡１１１、Ｚステージ１１２、ＸＹステージ１１３、精製装置１１４、恒温チャンバ１１５、排気装置１１６、および脱気部１１７を備える。
【００２２】
恒温チャンバ１１５は、温度調節手段（不図示）を備え、チャンバ内の温度制御が可能に構成されている。排気装置１１６は、たとえば減圧ポンプとすることができ、恒温チャンバ１１５に接続し、恒温チャンバ１１５内の気体を排出する。
【００２３】
恒温チャンバ１１５の中に、ＸＹステージ１１３が設けられており、ＸＹステージ１１３の上に移動鏡１１１およびＺステージ１１２が設けられている。Ｚステージ１１１の上に、ウェーハ１１０が設置される。ウェーハ１１０の上面には、露光によりパターニングされるレジスト膜が設けられている。
【００２４】
媒質液１０９は、投影光学系１０３の一部をなす投影レンズ１０４とウェーハ１１０との間に供給され、露光光の通過経路となる媒質液である。
【００２５】
媒質液１０９は、露光後、液体供給用配管１０８を経由して恒温チャンバ１１５の外部に設けられた液体回収装置１０６に回収される。
【００２６】
ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間に、媒質液１０９が充填される。媒質液１０９は、精製装置１１４で精製されて液体供給装置１０５に供給され、液体供給装置１０５から脱気部１１７に供給される。脱気部１１７で脱気された液体は、液体回収用配管１０７を通って恒温チャンバ１１５内に導入され、ウェーハ１１０の表面に供給される。
【００２７】
光源１０１は、マスク１０２に所定の波長の光を照射する。光源１０１は、たとえばレーザー光源とすることができる。具体的には、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光源、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光源、波長１５７ｎｍのＦ2エキシマレーザー光源等のエキシマレーザー光源とすることができる。また、光源１０１とマスク１０２との間にレンズや反射鏡等の照明光学系が設けられていてもよい。
【００２８】
マスク１０２を通過したレーザー光は、投影光学系１０３および投影レンズ１０４をこの順に経由して、媒質である媒質液１０９中に導かれる。そして、媒質液１０９を通過した光はウェーハ１１０の表面に照射される。
【００２９】
以上のように構成された露光装置１００において、ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間に、飽和環式炭化水素またはその誘導体を含む媒質液１０９が充填された状態で光照射されて露光が行われる。媒質液１０９は、環を構成する炭素が飽和しており、π電子を有しない環状化合物であるため、環を構成する原子が同一の直鎖化合物に比べて高い屈折率を有する。このため、露光の際の焦点深度および解像度を大きくすることができる。また、露光マージンを大きくすることができる。この理由は、以下の通りである。
【００３０】
液浸露光において、解像力Ｒは、空気中での開口率ＮＡdryと屈折率ｎの液体中での開口率ＮＡwetを用いて
Ｒ＝ｋ1・ｌ／ＮＡwet
＝ｋ1・ｌ／［ｎ・ＮＡdry］
＝［１／ｎ］・ｋ1・ｌ／ＮＡdry
で示される。なお、ｋ1は定数である。また、空気の屈折率は１である。このため、ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間に屈折率ｎを有する液体を充填することにより、実質的に光の波長を１／ｎとした効果が得られる。このため、最小解像寸法を１／ｎ倍することが可能となり、解像度が向上する。
【００３１】
また、焦点深度ＤＯＦは、
ＤＯＦ＝＝ｋ2・ｌ／ＮＡ2
＝ｋ2・［ｌ／ｎ］／［ＮＡ／ｎ］2
＝ｎ・ｋ2・ｌ／ＮＡ2
で示され、ＤＯＦについても屈折率ｎの媒質液１０９を用いることにより実質的に光の波長を１／ｎとした効果が得られる。なお、ｋ2は定数である。
【００３２】
媒質液１０９として、飽和環式炭化水素を用いることにより、後述する実施例で示すように、同じ炭素数の非環状炭化水素よりも屈折率を増加させることができる。このため、ウェーハ１１０の表面における焦点深度を大きくすることができる。また、露光マージンを大きくすることができる。たとえば、媒質液１０９は、１９３ｎｍにおける屈折率ｎが１．５以上の飽和環式炭化水素とすることができる。
【００３３】
また、媒質液１０９として、飽和環式炭化水素を用いることにより、同じ炭素数の鎖状炭化水素よりも屈折率の局所的なばらつきが小さい液体とすることができる。このため、露光によるパターン形成をさらに安定的に行うことができる。
【００３４】
また、媒質液１０９は、光源１０１からの出射光との反応性を実質的に有しない液体とすることができる。こうすることにより、さらに安定的に露光を行うことができる。また、ウェーハ１１０の表面に設けられたレジスト膜の劣化を確実に抑制することができる。媒質液１０９として環を構成する炭素が飽和した環状炭化水素を用いることにより、ベンゼン環等の不飽和炭素を環内に有する化合部に比べて光反応性を低下させることができる。
【００３５】
媒質液１０９は、光源１０１からの出射光に対して実質的に透明な液体とすることができる。こうすることにより、確実に露光を行うことができる。たとえば、光源１０１をＡｒＦエキシマレーザー光源とする場合、波長１９３ｎｍにおける媒質液１０９の透過率をたとえば９０％以上とするとよい。また、光源１０１をＫｒＦエキシマレーザー光源とする場合、波長２４８ｎｍにおける媒質液１０９の透過率をたとえば９０％以上とするとよい。また、光源１０１をＦ2エキシマレーザー光源とする場合、波長１５７ｎｍにおける媒質液１０９の透過率をたとえば９０％以上とするとよい。媒質液１０９として環を構成する炭素が飽和した環状炭化水素を用いることにより、ベンゼン環等の不飽和炭素を環内に有する化合部に比べて露光光波長が短波長である場合にも、透過率を増加させることができる。
【００３６】
なお、媒質液１０９として、通常、常温（２５℃）において液体であるものが用いられる。また、媒質液１０９は、沸点が高い液体とすることができる。具体的には、媒質液１０９の沸点をたとえば５０℃以上、好ましくは７０℃以上とすることができる。こうすることにより、露光時や作業時の媒質液１０９の揮発を抑制することができる。このため、液浸露光によるレジストのパターニングを安定的に行うことができる。なお、媒質液１０９の沸点の上限は特にないが、たとえば、３００℃以下とすることができる。
【００３７】
また、媒質液１０９は、ウェーハ１１０の表面に設けられたレジストの溶解性の低い構成とすることができる。このような媒質液１０９として、レジスト材料との溶解度パラメータの差が大きいものを用いることができる。たとえば、レジスト材料としてアクリル酸系の樹脂を用いる場合、媒質液１０９の溶解度パラメータを５以上１０以下または１２以上２０以下とすることができる。溶解度パラメータを１０以下または１２以上とすることにより、レジストを構成する樹脂材料の溶解を抑制することができる。また、溶解度パラメータを５以上または２０以下とすることにより、レジスト中の低分子量成分の溶解を抑制することができる。このため、レジストのパターニング特性の低下を確実に抑制し、微細なレジストパターンを安定的に得ることができる。
【００３８】
また、媒質液１０９は、粘度の小さい液体とすることが好ましい。こうすることにより、ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間に気泡が形成されないようにすることができる。このため、レジストのパターニングをさらに安定的に行うことができる。
【００３９】
また、媒質液１０９の極性を適切な範囲とするのがよい。極性が高きすぎると、レジストの構成成分との相互作用が強くなり、レジストへのダメージが大きくなる懸念がある。また、極性が低すぎても、レジストの構成成分の溶解性が高くなる懸念がある。
【００４０】
媒質液１０９は、飽和環式炭化水素として、たとえばシクロアルカンもしくはビシクロアルカンまたはこれらの誘導体を含むことができる。具体的には、飽和環式炭化水素としては、
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン等の環を構成する炭素原子の数が３以上１０以下である単環式炭化水素；
ビシクロ［２，２，０］ヘキサン、デカリン等の二環炭化水素
を用いることができる。このような化合物を用いることにより、液浸露光によるレジストのパターニングを安定的に行うことができる。
【００４１】
また、飽和環式炭化水素は、環を構成する前記炭素原子に、炭素数１以上６以下のアルキル置換基を有する化合物とすることができる。アルキル基は、たとえば、−ＣnＨ2n+1（ｎは１以上６以下の整数）で示される基とすることができる。具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基などの直鎖状のアルキル基とすることができる。また、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基などの分岐鎖を有する基であってもよい。
【００４２】
また、炭素数１以上６以下のアルキル置換基を有する飽和環状化合物の誘導体として、たとえば環の側鎖に−ＣnＨ2nＯＨ（ｎは１以上６以下の整数）、−ＣnＨ2nＣＮ（ｎは１以上６以下の整数）、−ＣnＨ2nＸ（ｎは１以上６以下の整数、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩのハロゲン）、−ＣnＸ2n+1（ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩのハロゲン）等の基を有する環状化合物が挙げられる。
【００４３】
また、飽和環式炭化水素は、環の側鎖に−Ｆ基、−Ｃｌ基、−Ｂｒ基、または−ＣＮ基を有していてもよい。
【００４４】
飽和環式炭化水素としては、たとえば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン等のシクロアルカンおよびその誘導体；
シクロプロピルシアニド、シクロペンチルカルボニトリル、シクロヘキシルカルボニトリル、シクロプロピルアセトニトリル等の、環の側鎖に−ＣＮなる原子団を有する化合物およびその誘導体；
シクロブチルブロミド、シクロペンチルブロミド、シクロヘキシルブロミド、シクロブチルクロリド、シクロペンチルクロリド、シクロヘキシルクロリド、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロデカリン等の、環の側鎖に−Ｂｒ、−Ｃｌまたは−Ｆ原子を有する化合物またはその誘導体；
シクロプロピルメタノール、シクロブタンメタノール、シクロペンタンプロパノール、シクロヘキシルメタノール、２−シクロヘキシルエタノール、４−シクロヘキシル−１−ブタノール等の、側鎖にアルキルアルコールを有する化合物またはその誘導体；
メチルシクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の、側鎖にアルキル基を有する化合物またはその誘導体；
が挙げられる。これらの化合物を用いることにより、液浸露光による微細パターンの形成を安定的に行うことが可能となる。
【００４５】
なお、本発明の媒質液１０９として用いられる飽和環式化合物において、環を構成する一つの炭素原子の側鎖における置換基の数は一つでも二つ以上でもよい。また、環を構成する炭素のうち、側鎖に置換基を有するものの数に特に制限はない。
【００４６】
また、媒質液１０９は、本発明の一種類の化合物からなっていてもよいし、本発明に係る化合物が複数含まれていてもよい。さらに、媒質液１０９は、飽和環式化合物からなる構成とすることができる。また、本発明に係る化合物を主として含む構成であれば、本発明以外の化合物を含んでいてもよい。なお、主として含むとは、他の成分により液体の屈折率に局所的なばらつきが生じて安定なパターニングを阻害することのない程度の量であれば、他の成分が含まれていてもよいことを意味する。たとえば、飽和環式炭化水素またはその誘導体を９８％含む液体とすることができる。
【００４７】
媒質液１０９が本発明に係る一種類の化合物からなる構成とすることにより、媒質液１０９中の局所的な屈折率のばらつきを抑制することができる。このため、レジストパターンをウェーハ１１０の表面全域でより一層安定的に形成することができる。
【００４８】
次に、図１に示した露光装置１００を用いた露光方法を説明する。まず、排気装置１１６にウェーハ１１０を設置し、Ｚステージ１１２およびＸＹステージ１１３を調節して位置合わせを行う。また、恒温チャンバ１１５を所定の温度、所定の気圧になるように、排気装置１１６および温度調節手段（不図示）を調整する。
【００４９】
液体供給装置１０５を用い、投影レンズ１０４とウェーハ１１０との間に、脱気部１１７を通過した媒質液１０９を液体回収用配管１０７から充填する。マスク１０２に光源１０１から光を照射し、媒質液１０９を介して光をウェーハ１１０の表面に導く。そして、マスク１０２のパターンをウェーハ１１０の表面に転写することにより、露光が行われる。
【００５０】
なお、媒質液１０９は、精製装置１１４であらかじめ蒸留した後、液体供給装置１０５に供給してもよい。こうすれば、媒質液１０９の純度を向上させることができるため、屈折率のばらつきを抑制することができる。
【００５１】
次に、図１に示した露光装置１００の効果を説明する。
図１に示した露光装置１００は、ウェーハ１１０の表面と投影レンズ１０４との間に媒質液１０９が充填された状態で露光がなされる構成である。このため、光路の屈折率を増加させるとともに、安定的なパターニングが可能となる。よって、露光の際の解像度および焦点深度を向上させることができる。また、露光マージンを大きくすることができる。したがって、微細なレジストパターンを高い歩留まりで安定的に製造することができる。
【００５２】
また、露光装置１００は、脱気部１１７を有する。このため、ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間にあらかじめ脱気された媒質液１０９を供給することができる。よって、ウェーハ１１０と投影レンズ１０４との間に気泡が生じることが抑制される。したがって、レジストのパターニングを安定的に行うことができる。
【００５３】
また、露光装置１００は、精製装置１１４を有する。このため、媒質液１０９中の不純物を除去し、純度を向上させることができる。よって、媒質液１０９に屈折率分布が生じることを抑制することができる。
【００５４】
また、露光装置１００においては、恒温チャンバ１１５の中にウェーハ１１０が設置される。このため、露光時のウェーハ１１０表面の温度変化を抑制することができる。このため、パターニング特性の低下を確実に抑制することができる。また、媒質液１０９の加熱による揮発を抑制することができる。このため、微細なパターンの作製を安定的に行うことができる。
【００５５】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５６】
たとえば、ウェーハ１１０に設けられたレジスト膜の表面に、適宜保護膜を形成しておいてもよい。こうすれば、飽和環式炭化水素またはその誘導体を主として含む媒質液１０９に接触させた状態で露光を行った場合にも、レジスト材料の媒質液１０９への溶出をさらに確実に抑制することができる。このため、レジストパターンの形成をより一層安定的に行うことができる。保護膜の材料は、レジストの種類に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００５７】
本実施例では、図１に示した構成の露光装置１００を用いて、レジストのパターニングを行った。光源は、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光源とした。ウェーハ１１０として、レジスト塗布面上に反射防止層が形成されたシリコンウェーハを用いた。ウェーハの表面に、アクリル酸系のポジ型レジスト組成物を用いて膜厚０．４μｍのレジスト膜を形成した。レジスト組成物中の樹脂として溶解度パラメータが１１．０のものを用いた。レジスト膜の表面と投影レンズとの間に充填する液体の種類を変えて、パターンの転写を行い、それぞれの液体ついてのパターニング特性を評価した。
【００５８】
媒質液１０９として、純水、ｎ−ヘキサン、クロロベンゼン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキシルメタノール、シクロヘキシルクロリド、シクロヘキシルカルボニトリル、シクロデカン、パーフルオロメチルヘキサン、およびパーフルオロデカリンを用いた。
【００５９】
また、パターニング特性は、それぞれの液体を充填した場合について、０．１μｍ幅のラインパターンの形成を１０枚のウェーハについて行い、ＳＥＭ（走査型顕微鏡）観察することにより行った。結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2006004964.tif 000003
【００６１】
なお、表１において、パターン形成の安定性は、１０回のパターニングにおいて安定的にパターン形成がされているかどうかを目視で確認し、
○・・パターン形成不良２回以下、
△・・パターン形成不良３回以上５回以下、
×・・パターン形成不良６回以上、
に分類した。
【００６２】
また、レジストの溶解性は、ウェーハ上に形成したレジスト膜の表面にそれぞれの液体を滴下し、乾燥させて、乾燥後の表面状態を目視観察した。そして、滴下前の表面状態からの変化がない場合、溶解性は低いと判断し、表面の外観が変化した場合、溶解性が比較的高いと判断した。
【００６３】
表１に示すように、シクロペンタン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンを用いた場合には、パターン形成を特に安定的に行うことができた。また、同じ開口率ＮＡを使用した場合、シクロヘキサンを用いた場合の焦点深度ＤＯＦは、水を用いた場合の１．１倍に向上していた。
【００６４】
シクロアルカン類を用いることによりレジスト形成安定性が向上する理由は明らかではないが、以下のように推察される。
【００６５】
液浸法を用いた露光においては、投影レンズ１０４とウェーハ１１０との間に充填された媒質液１０９の内部において、屈折率のゆらぎを低減することが望まれる。シクロアルカン類を用いた場合、媒質液１０９とレジスト表面との相互作用が比較的小さいため、上記ゆらぎを低減することができる。
【００６６】
ｎ−ヘキサンは、直鎖状の化合物であり、媒質液１０９中で様々な立体配置をとり得るので、屈折率のゆらぎが比較的大きく、局所的な屈折率分布が発生すると考えられる。一方、シクロアルカン類の場合には、屈折率のゆらぎが比較的小さいため、局所的な屈折率分布の発生が抑制されて、安定的なレジストパターンの形成が可能である。
【００６７】
また、これらの液体の屈折率は、図２に示される。図２より、同じ炭素数のアルカンにおいては、直鎖状化合物よりも環状化合物の方が高屈折率であり、また、骨格炭素数が大きいほど屈折率が高いことがわかる。このことから、ｎ−ヘキサンに比べ、シクロペンタン、シクロヘキサンおよびその誘導体のメチルシクロヘキサンを用いた場合に、解像度および焦点深度を向上させるとともに、パターニングの安定性が得られたものと考えられる。
【００６８】
また、シクロアルカン類は、レジスト材料中に混入している光酸発生剤や塩基性添加剤の溶解性が低く、波長１９３ｎｍにおける透明性が充分に確保されているため、レジスト材料の表面に保護膜を設けることなく、純水やクロロベンゼンを用いた場合に比べて良好なパターニング特性が得られたと考えられる。
【００６９】
また、シクロアルカン類は、純水に比べて極性が低いため、レジスト成分との相互作用による屈折率のばらつきが抑制され、安定的なパターニングが可能と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態に係る露光装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】光の波長と液体の屈折率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０１  光源
１０２  マスク
１０３  投影光学系
１０４  投影レンズ
１０５  液体供給装置
１０６  液体回収装置
１０７  液体供給用配管
１０８  液体回収用配管
１０９  媒質液
１１０  基板
１１１  移動鏡
１１２  Ｚステージ
１１３  ＸＹステージ
１１４  液体精製装置
１１５  恒温チャンバ
１１６  排気装置
１１７  脱気部
【図１】
2006004964.tif 000004
【図２】
2006004964.tif 000005